题目：并联柔索人机交互设备设计

柔索并联机构具有大幅减小机械惯量，动态性能好，容易实现大工作空间，不干涉显示系统等优点，能够弥补传统连杆式交互装置的不足，适合作为高性能力觉交互接口。本文设计开发了一个五自由度的柔索并联人机交互装置，应用背景为书法培训。本文总结了并联柔索机构的研究现状和应用，根据书写运动的特点设计了一个2R3T的机构构型，满足了自由度、任务工作空间的要求。并进行了正反运动学、雅可比的求解，以及基于矢量闭合条件的工作空间分析。研发了五自由度柔索并联力觉交互实验样机，完成了机械结构以及控制系统软件设计，该结构具有形式简单，结构紧凑，柔索控制定位准确，对柔索运动的阻力小，金属材料消耗少的特点，控制系统软件在1KHz的力觉线程中，完成虚拟力以及柔索张力的计算，40Hz的图形线程完成虚拟场景的绘制以及更新。针对柔索只能够单向提供拉力的特点，设计了柔索张力算法，保证了设备运行过程中的实时张紧和力平衡，并进行了2自由度张紧算法实验，以及5自由度的张紧以及重力补偿实验。本文探索了五自由度柔索并联力觉交互装置设计的相关问题，对并联柔索力觉交互装置的设计提供了进一步的展望和建议。